如何开发EtherCAT从站设备

作为新型工业以太网，EtherCAT网络由于开放性、系统构建成本低和快速性被广泛关注，开发相应的从站设备可以把该网络引入自动化领域，将对自动化传输领域起到很大的推动作用。EtherCAT网络从站设备分为简单从站设备和复杂从站设备，简单从站设备位I/O从站，一般只需要从站接口控制器提供的资源就可以实现，复杂从站控制器则需要应用程序控制器，应用程序控制器完成网络数据的存取和具体应用程序的执行。
在硬件上，主要考虑从站接口控制器的选择和从站应用程序控制器的选择。从站接口控制器可以为ASIC芯片或FPGA实现，从站接口控制器可以采用倍福公司的ET1100从站控制器，该从站控制器位ASIC实现方式，集成了EtherCAT网络数据链路层所有功能，具有四个网络接口连接EtherCAT网络，并且提供了丰富的接口和应用程序控制器进行数据交换。从站应用程序控制器例如选用TMS320F28335系列DSP芯片，该芯片为TI公司最新的用于工业控制领域的32位浮点DSP芯片。在软件上，EtherCAT从站网络接口程序完成应用层协议的功能。由于ETG协会开放了其从站接口代码，所以只需在其代码基础上加以修改即可实现个性化的应用需求。另外还需要编写主站配置文件和从站描述文件。
EtherCAT从站内存区前4KB为配置寄存器，从站系统运行前要进行寄存器初始化，其初始化命令帧即由在主站配置文件所描述。EtherCAT配置文件采用XML格式，具体格式如下：
 
-
-
-
-主站信息（帧头定义）
-广播寻址信息（初始化命令）
-
-从站信息（通信信息）
-类型定义（Mailbox/ProcessData）
-从站初始化信息
-
-
………
-
主站配置文件分为3部分：
（1） 主站节点：主要包括主站信息和广播寻址信息，主站信息主要包括主站名、目的地址、源地址、以太网类型、广播寻址信息是用广播方式对对所有从站进行相同地初始化。
（2） 从站节点：此部分可分为若干个从站节点，主要包括从站信息、类型、从站初始化信息、从站信息主要包括从站名、物理地址、位置地址等；如果从站类型信息部分为“MailBox”，则此从站为复杂设备，从站接从站应用程序控制器，若为“ProcessData”则从站为简单设备，下面接I/O端子。从站初始化信息部分是针对单个从站，用位置寻址和物理寻址方式对某些寄存器进行配置。
（3） 周期数据信息：此部分信息是主站程序初始化过程数据帧的依据。
从站描述文件为所开发的从站具有的资源信息，在网络运行时主站根据从站配置文件发送数据帧。从站描述文件包含从站设备开发商描述，包含开发商ID和名字及商标信息。其次是设备的描述，包含开发的设备所在的类型组信息；从站描述文件还应包含过程输入输出数据定义及邮箱数据传输方式定义。